哈尔滨发电厂脱硫废液喷雾蒸发技术

宋志成 中国华电集团哈尔滨发电有限公司

一、背景和意义

（一）脱硫现状

目前，哈发公司采用FGD石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺，此工艺具有脱除烟气中硫的效能高、运行稳定可靠、适用的煤种范围广、SO2吸收效果佳、设备运转稳定和反应剂普及且价优等诸多优点，是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的烟气脱硫、除尘技术，约占国内燃煤机组已安装FGD机组容量的90%以上。

（二）脱硫废液的来源

哈发公司是外购325目石灰石粉与水混合制成反应剂。反应剂经石灰石浆液泵输送至脱硫塔，由浆液循环泵输送至喷淋层由上向下喷淋，与由下向上的烟气行交叉接触，并在接触过程中将其中的SO2、CaCO3、O2、H2O发生化学反应，生成石膏，从而除去烟气中的SO2，完成烟气脱硫的目的。在去除SO2的过程中会产生一定量的脱硫废液，此废液会经过旋流装置进入滤液罐。

（三）脱硫废液的特性

脱硫废液与燃煤中含有物质及系统有关，燃煤中的化学元素在燃烧过程中与氧会进行化学反应，转变成不同的化学物质溶于浆液中，不容水的较大颗粒产物随炉渣排出，细小部分及二氧化硫及其他成分会在压力、热力等作用下与烟气进入脱硫塔内，并且留存在浆液收集区域内。

脱硫废液主要特点：

（1）pH值：一般在4.0～6.0之间，显弱酸性。

（2）废液成分：粉尘和CaSO3、CaSO4等。一般在1-3%之间。

（3）金属离子：汞、镉、铬、铅、镍等重金属离子。

（4）SO4-、Ca4+、Mg2-、Cl-、F-等离子。

二、项目研究内容

本项目研究的主要目的是以哈尔滨发电厂为应用背景，采用废液喷射方法处理脱硫废液，使该系统能够达到处理电厂脱硫废液的目的。喷射烘干工艺不但具有设备简单、占用空间小、易改造、并对原烟道响很不大、投入小产出高的特点,而且废液中的盐类通过烟气热量转变成蒸汽与飞灰融合成为固态,再由电除尘器收集解决废液中CL-的排放问题。

此工艺是将脱硫废液输送到过滤罐中处理，经过滤液罐装置物理处理后，其中的杂质＞10μm的将被分离出来，处理后水的杂质量降低到0.5%以下并由废液泵打入废液缓冲罐。废液过滤罐会定期进行自动反冲洗，反冲洗水将输送至石膏脱水系统中。经过固液分离处理后的废液通过泵，将废液缓冲罐中的废液打到除尘器入口烟道中的雾化喷射装置中。废液在雾化喷射装置中被充分雾化后喷进烟道，在高温的作用下急速蒸发。同时废液中的盐脱水形成细小的晶体随烟气进入除尘器，并与飞灰一同进入除尘器中并被分离出来。水蒸气随烟气进入脱硫吸收塔继续循环处理。

三、脱硫废液喷雾蒸发可行性分析

（一）对飞灰的影响

根据脱硫废液的情况，废液中含有可溶性物质不会超过50000mg/L（正常情况下不会超过30000mg/L），脱硫废液的生成量为2.8m3/h，结晶的生成量计算后最大为140kg/h。电厂除尘器前烟道的烟气量为294713Nm3/h（单台机组），粉尘浓度为40g/Nm3，由此计算出生成的灰量为11788.52kg/h（单台机组），在除尘效能99%以上的情况下生成的灰量为11670.63kg/h（单台机组），三台机组的总量为35011kg/h。考虑到脱硫废液零排放工程改造后生成的结晶盐量为140kg/h，其分量占灰总量的0.39%，并不影响干灰的品质。

（二）对烟气温度的影响

根据脱硫废液的水质情况，废液中2.8m3/h，烟温140℃，烟气量为294713Nm3/h（单台机组）；

如喷射到三台机组，烟温降低到131.6℃；

如喷射到二台机组，烟温降低到127.45℃；

2.8m3/h的脱硫废液喷射到2台机组时，烟温降低到127.45℃，高于酸露点。

（三）对烟气湿度的影响

脱硫废液2.8m3/h，对烟气的含水量影响很小，不会对下游设备产生影响。

四、脱硫废液系统调试

脱硫废液系统结果：

1.对脱硫设备的影响由于废液喷入烟道后会改变烟气温度、烟气含水比例等特性，但是影响量不大，在设计标准状态下，在投入四只喷枪，喷射1吨脱硫废液，烟温约下降六度，湿度略有上升趋势但不明显。

2.对除尘设备及影响除尘器的主要运行参数为电气参数，其中电场的一、二次电流、电压及布袋压差无明显变化。

3.烟道内金属构件老化及积灰情况为了观察烟道内喷射后积和腐蚀情况，烟道侧壁无腐蚀情况，基本无机会情况喷枪有结灰，但无堵塞。

五、结论

脱硫废液烟道蒸发系统是由雾化喷嘴、脱硫废液管路系统、空气管路系统、过滤系统4部分组成，由于部分阀门采用手动，系统无法进行逻辑控制系统集中控制。建议在机组大修时补装原设计的相关设备后，能够提高系统的可靠性。

脱硫产生的废液在经过烟气烘干后，其中的重金属离子和其他一些离子会转变为晶体，大部分进入干灰中，而相对较少的随飞灰回到脱硫塔内，持续喷射过程中塔内Cl-浓度下降明显，并不会在脱硫塔内大量聚集，更不会对自然环境造成其他污染。脱硫废液雾化蒸发设备的改造中，通过对比脱硫系统原烟温度、烟气含水量以及除尘器各电场的电气参数、布袋压差、原烟气、净烟气中尘的浓度在系统运行前后的变化，试验证明，废液处理设备对我厂脱硫、除尘系统的正常运行，并没有产生相关的不良影响。